O'zbekiston respublikasi raqamli texnologiyalar vazirligi toshkent axborot texnologiyalar unversteti qarshi filiali

O'ZBEKISTON RESPUBLIKASI RAQAMLI TEXNOLOGIYALAR VAZIRLIGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALAR UNVERSTETI QARSHI FILIALI

“Kompyuter injiniringi” fakulteti
“Telekommunikatsiya injiniringi” kafedrasi
4-bosqich TT 12-19 (s)
Norbutayev Muhammadalining
Mustaqil ishi

Mavzu: To’lqin uzunligi bo’yicha ajratilgan tolali optik uzatish tizimlarida nochiziqli effektlar.

Qarshi – 2023 yil
Tolali optik uzatish liniyasi (TOUL) ning tezkorligi QqUzM elementlarining inertligi va OTning dispersiya xususiyatlari bilan aniqlanadi. Tezkorlikni aniqlash va ularni taqqoslash kerak.
Raqamli TOUL ning ruxsat etiladigan tezkorligi uzatiladigan signalning xarakteriga raqamli liniya signalining uzatish tezligiga bog‘liq va
t_re= β / B, ns (26.9)

munosabatdan aniqlanadi, bu erda β raqamli liniya signalining liniya kodi xarakterini hisobga oluvchi koyeffitsiyent va NRZ kodi uchun 0,7 ga va qolgan hamma kodlar uchun 0,35 ga teng; V - raqamli liniya signalining uzatish tezligi.

TOUL ning kutiladigan tezkorligi (tolali-optik uzatish tizimi va optik kabel majmuasi sifatida) quyidagiga teng
ns, (26.10)
bu erda - uzatuvchi optik modul (UzOM) ning tezkorligi, u raqamli liniya signalining uzatish tezligiga va nurlanish manbaining turiga bog‘liq; - QqOM tezkorligi bo‘lib, raqamli liniya signalining uzatish tezligi va fotodetektor turi bilan aniqlanadi; - optik nurlanish impulsning regeneratsiyalash uchastkasining optik tolali kabeli bo‘ylab o‘tgandagi uning kengayishi, ko‘p modali OT uchun u quyidagiga teng

(26.11)
bu erda - OT ning nisbiy o‘tkazish polosasi, MGs/km, bir modali optik tola uchun esa

(26.12)
bu erda - optik tolaning xromatik dispersiya koyeffitsiyenti, ps/nm·km; - optik nurlanish polosasining o‘rtacha kvadratik kengligi, nm; yorug‘lik diodlari uchun 24…40nm va yarim o‘tkazgichli lader diodlar uchun 0,2…5 nm ga teng.
UzOM va QqOM larning tezkorligi tipli uzatish tezliklari uchun 26.3-jadvalda keltirilgan.
Agar t_kut < t_re bo‘lsa, kabel turini va regeneratsiyalash uchastkasi uzunligini tanlash to‘g‘ri bajarilgan bo‘ladi.
t_re - t_kut = ∆t – kattalik tezkorlik bo‘yicha zahira. Uning etarlicha katta qiymatida TOUL komponentlariga talabni kamaytirish mumkin. Agar t_kut > t_re bo‘lsa, boshqa parametrli UzOM, QqOM va optik kabellarni tanlash kerak.

26.3-jadval

QqUzM tezkorligi	Raqamli oqimning uzatish tezligi, Mbit/s
	8	34	140	565	155	622	2600
tuz, ns	5	3	0,5	0,15	1	0,1	0,05
tqq, ns	4	2,5	0,4	0,1	0,8	0,08	0,04

Misol. XYeI ning G.652 tavsiyalariga javob beruvchi OT bo‘ylab λ = 1,55 mkm to‘lqin uzunligida ishlovchi, regeneratsiyalash uchastkasi uzunligi l_ru = 80km, xromatik dispersiya koyeffitsiyenti τ = 18,2 ps/nm·km, ∆λ = 0,5 nm ga teng TOUL ning tezkorligini aniqlash. Axborot oqimining uzatish tezligi V = 140 Mbit/s, liniya kodining turi 10V1R1R.

Yechish.
V = 140 Mbit/s va 10V1R1R turdagi kod qo‘llanilganligi uchun (26.26) munosabatga β = 0,35 ni qo‘yib, ruxsat etiladigan tezkorlik t_re qiymatini aniqlaymiz:

t_re = β / V = 0,35 / 140· 10⁶ = 2,5 ns.

2. (26.19) munosabatga l_ru = 80km qiymatni qo‘yib, regeneratsiyalash uchastkasi bo‘ylab tarqalishdagi impulsning kengayish miqdorini topamiz

= 18,2 · 0,5 · 10^-3 · 80 = 0,728 ns.

3. (26.17) munosabat orqali unga 26.3-jadvaldan olingan t_uz = 0,5 ns va

t_qq = 0,4 ns qiymatlarini va t_ot = 0,728 qiymatini qo‘yib, kutiladigan tezkorlik t_kut miqdorini aniqlaymiz

= 0,5 + 0,4 + 0,728 = 1,628 ns.

Olingan qiymatlarni taqqoslash shuni ko‘rsatmoqdaki, t_kut < t_re shart bajarildi, ya’ni TOUL va uning komponentlarining asosiy parametrlari

to‘g‘ri tanlangan.
Tezkorlik bo‘yicha QqUzM ning sezgirlik chegarasini hisoblash. QqUzM ning asosiy parametrlaridan biri bu uning sezgirligi, ya’ni QqUzM fotodetektorida barqaror tutiladigan, τ=1/V davomiylikka ega optik signalning minimal detektorlanadigan quvvati (MDQ) hisoblanadi.
Taxminan MDQ sathi r_min quyidagi munosabat orqali aniqlanishi mumkin:




va

ko‘chkisimon fotodiod uchun.

r_min MDQ ning absolyut sathini va QqUzM ning uzatish sathlarini bilgan holda, texkorlik bo‘yicha TOUT ning energetik potensialini olish mumkin:

Ye_t = r_uz – r_min, dB. (26.15)

Misol. Raqamli liniya signallarining uzatish tezligi V=41,242 Mbit/s ga teng va uzatish sathi r_uz = – 4 dB bo‘lgan RTOUT uchun tezkorlik bo‘yicha energetik potensial va r_min MDQ sathini aniqlash. Fotodetektor KFD asosida ishlab chiqarilgan.
Yechish. Mos keluvchi (26.22) formulaga V=41,242 Mbit/s ni qo‘yib, quyidagiga ega bo‘lamiz:

r_min = – 70 + 10,5 lg V = – 70 + 10,5 lg 41,242 = – 53 dBq.

Tezkorlik bo‘yicha energetik potensialning taqribiy qiymati (26.22)

Ye_t = r_uz – r_min = – 4 – ( – 53) = 49 dB

ga teng bo‘ladi.
Yenergetik potensialning olingan qiymati tezkorlik bo‘yicha ushbu RTOUT ning imkoniyatlariga mos keladi.

To’lqin uzunligi bo’yicha ajratilgan tolali optik uzatish tizimlari, optik signalni ko’paytirish uchun ishlatiladigan tizimlardir. Bu tizimlar, optik signalni uzatish orqali ishlaydilar va ularga qo’shimcha nochizlik effektlari qo’shish orqali, signalni ko’paytirishni oshirishadi.

Bu tizimlarning qurilishi, bir qancha optik elementlarni o’z ichiga oladi. Optik uzatish elementlari, birinchi zarrangli katta yoki Bragg qatorlari, yordamida signalni uzatish orqali ishlaydilar. Optik signalni ko'paytirish uchun tizim, bir nechta optik uzatish elementlarining birlashmasi bilan tuziladi. Bu elementlar, talqin uzunligi bo'yicha ajratilgan sovrinlarni ishlatish orqali optik signalni ko'paytirish uchun qo'shimcha nochizlik effektlarini ham qo'llaydi.
Bu tizimlar, bir qancha sovrinlar yoki frekvenslarda ishlashga imkon beradi, shuningdek, katta shovqinli tashqi zarrangli kattalarni yordamida ham ishlatish mumkin. Bu tizimlar, optik kommunikatsiya tizimlarida, optik sensorlar va optik zondlashlarda ishlatiladi.
Optik uzatish tizimlarining ulkan birikmasi, ulkan sifatli sinalni uzatishga imkon beradi va bu tizimlarning ishlatilishi optik kommunikatsiya tizimlarida uzun masofalar va ulkan tezliklarga erishish imkonini yaratadi.
Uzunluq bo'yicha ajratilgan tolali optik uzatish tizimlarida nochiziqli effektlar tushunchasi bir nechta yechimlarga bo'lishi mumkin.
Birinchi yechim - optik uzatish tizimi ishlayotgan matnli elementlar soni va ulardagi sifatiga bog'liqdir. Optik uzatish elementlari yordamida birinchi zarrangli kattalar, yoki Bragg qatorlari, izlanish bosimini va temperaturasini o'zgartirish orqali nochizlik effektlarini yaratishadi. Bu nochizlik effektlari bir necha optik uzatish elementlarining birlashmasi yordamida har tomonlama talqin uzunligi bo'yicha o'rnatilgan optik uzatish tizimida ko'rsatiladi.
Ikkinchi yechim - nochizlik effektlari, optik uzatish tizimida ishlatiladigan zarrangli kattalarning qurilishi va ularga quyidagilar kiritilishi bilan bog'liq. Misol uchun, qo'llanma tizimi, ferromagnetik materiallar yordamida nochizlik effektlarini yaratish uchun ishlatilishi mumkin.
Uchunchi yechim - nochizlik effektlari, fotonlarning dengiz yuqoriga o'tishiga olib keladigan vektorlarini o'zgartirish orqali yaratiladi. Bu, chet ellik qatlamalar yoki asimmetrik materiallar yordamida amalga oshirilishi mumkin.
Bularning yanada ko'proq tafsilotlari uchun, tizimning batafsil qurilishiga va ishlatiladigan materiallarga qarab o'rganish kerak.

To’lqin uzunligi bo’yicha ajratilgan tolali optik uzatish tizimlari
To’lqin uzunligi bo’yicha ajratilgan tolali optik uzatish tizimlari, optik signalni ko’paytirish uchun ishlatiladigan tizimlardir. Bu tizimlar, optik signalni uzatish orqali ishlaydilar va ularga qo’shimcha nochizlik effektlari qo’shish orqali, signalni ko’paytirishni oshirishadi.
Bu tizimlarning qurilishi, bir qancha optik elementlarni o’z ichiga oladi. Optik uzatish elementlari, birinchi zarrangli katta yoki Bragg qatorlari, yordamida signalni uzatish orqali ishlaydilar. Optik signalni ko'paytirish uchun tizim, bir nechta optik uzatish elementlarining birlashmasi bilan tuziladi. Bu elementlar, talqin uzunligi bo'yicha ajratilgan sovrinlarni ishlatish orqali optik signalni ko'paytirish uchun qo'shimcha nochizlik effektlarini ham qo'llaydi.
Bu tizimlar, bir qancha sovrinlar yoki frekvenslarda ishlashga imkon beradi, shuningdek, katta shovqinli tashqi zarrangli kattalarni yordamida ham ishlatish mumkin. Bu tizimlar, optik kommunikatsiya tizimlarida, optik sensorlar va optik zondlashlarda ishlatiladi.
Optik uzatish tizimlarining ulkan birikmasi, ulkan sifatli sinalni uzatishga imkon beradi va bu tizimlarning ishlatilishi optik kommunikatsiya tizimlarida uzun masofalar va ulkan tezliklarga erishish imkonini yaratadi.